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图像的饱和度调整有很多方法,最简单的就是判断每个象素的R、G、B值是否大于或小于128,大于加上调整值,小于则减去调整值;也可将象素RGB转换为HSV或者HSL,然后调整其S部分,从而达到线性调整图象饱和度的目的。这几种方法我都测试过,效果均不太好,简单的就不说了,利用HSV和HSL调整饱和度,其调节范围很窄,饱和度没达到,难看的色斑却出现了。而Photoshop的饱和度调整调节范围大多了,效果也好多了,请看下面25%饱和度调整时几种方法的效果对比图: 可以看出,都是25%的饱和度调整,Photoshop的调节幅度显得小一些(平坦些),效果也好多了,而HSV和HSL均出现了色斑,某些颜色也严重失真,尤其是HSV方式。 据网上和书上的介绍,Photoshop的是利用所谓HSB颜色模式实现色相/饱和度调节的,可是就是没有看到其算法,我只得自己进行琢磨,首先发现Photoshop色相/饱和度命令中的明度调节好象是“独立”的,也就是它不需要转换为所谓的HSB模式,直接靠白色和黑色遮照层进行调节,具体原理和代码可看我写的《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 仿Photoshop的明度调整》一文。后来,却又发现Photoshop的饱和度调节好象是“半独立的”,什么意思呢?就是说Photoshop的色相/饱和度的调整还是转换为HSL颜色模式进行的,只是饱和度的增减调节却是“独立”于SHL模式的另外一套算法,如果不是需要HSL的S和L部分进行饱和度的上下限控制,它也和明度调整一样,可以独立进行!下面是我写的C++算法(只是随手写的算法,不是真正的运行代码): inlinevoidSwapRGB(int&a,int&b) { a+=b; b=a-b; a-=b; } //利用HSL模式求得颜色的S和L doublergbMax=R/255; doublergbMin=G/255; doublergbC=B/255; if(rgbMax<rgbC) SwapRGB(rgbMax,rgbC); if(rgbMax<rgbMin) SwapRGB(rgbMax,rgbMin); if(rgbMin>rgbC) SwapRGB(rgbMin,rgbC); doubledelta=rgbMax-rgbMin;
// 如果delta=0,S=0,所以不能调整饱和度
if(delta==0) return; doublevalue=rgbMax+rgbMin; doubleS, L=value/2; if(L<0.5) S=delta/value; else S=delta/(2-value); //具体的饱和度调整,sValue为饱和度增减量 //如果增减量>0,饱和度呈级数增强,否则线性衰减 if(sValue>0) { //如果增减量+S>1,用S代替增减量,以控制饱和度的上限 //否则取增减量的补数 sValue=sValue+S>=1?S:1-sValue; //求倒数-1,实现级数增强 sValue=1/sValue-1; } //L在此作饱和度下限控制 R=R+(R-L*255)*sValue; G=G+(G-L*255)*sValue; B=B+(B-L*255)*sValue; 从上面的算法代码中可以看到,Photoshop的饱和度调整没有像HSV和HSL的饱和度调整那样,将S加上增减量重新计算,并将HSL转换回RGB,而只是取得了颜色的S、L作为上下限控制,对原有的RGB进行了“补丁”式的调节。 下面是根据以上算法写的Delphi的BASM代码和GDI+调用的饱和度调整过程:
具体的测试代码就不写了,有兴趣者可参考我的《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 线性调整图像亮度》、《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 图像卷积操作及高斯模糊》和《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 图像亮度/对比度调整》等文章,写出GDI+的TGpBitmap和Delphi的TBitmap的测试代码,其运行结果与Photoshop完全一样。 对于色相的调整,HSV、HSL和HSB都是相同的,不同的只是饱和度和亮度(明度)的调整,前天我已经写了《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 仿Photoshop的明度调整》,加上这篇饱和度算法文章,是否意味Photoshop的HSB算法完全**了呢?不然,Photoshop的饱和度和明度调整独立使用时,确实是我说的那样,与Photoshop效果完全一样,但是放在一起进行调节就有区别了,这里有个谁先谁后的时机问题,和我前天写的《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 图像亮度/对比度调整》中对比度和亮度关系一样,各自独立使用没问题,放在一起调整就麻烦,但是对比度和亮度的关系比较简单,几次测试就清楚了,而饱和度和明度的关系我试验过多次,均与Photoshop有区别(只是有区别而以,其效果不比Photoshop的差多少),所以,要完全**,还得试验,如果有谁知道,请务必告知,本人在此先谢了。下面干脆把我用BCB6写的试验性代码完整的贴在这,有兴趣的朋友可以帮忙试验,这个试验代码写的很零乱,运行也不快,先调整饱和度,再调整明度,其他方式没成功,所以没保存结果。
//rgbhsb.h
#ifndefRgbHsbH #defineRgbHsbH #include<windows.h> #include<algorithm> usingstd::min; usingstd::max; #include<gdiplus.h> usingnamespaceGdiplus; voidSetRgbHsb(unsignedchar&R,unsignedchar&G,unsignedchar&B, inthValue,intsValue,intbValue); voidGdipHSBAdjustment(Bitmap*Bmp,inthValue,intsValue,intbValue); //--------------------------------------------------------------------------- #endif //rgbhsb.cpp #pragmahdrstop #include"RgbHsb.h" //--------------------------------------------------------------------------- inlinevoidSwapRGB(int&a,int&b) { a+=b; b=a-b; a-=b; } inlinevoidCheckRGB(int&Value) { if(Value<0)Value=0; elseif(Value>255)Value=255; } inlinevoidAssignRGB(unsignedchar&R,unsignedchar&G,unsignedchar&B,intrv,intgv,intbv) { R=rv; G=gv; B=bv; } voidSetRgbHsb(unsignedchar&R,unsignedchar&G,unsignedchar&B,inthValue,intsValue,intbValue) { intrgbMax=R; intrgbMin=G; intrgbC=B; if(rgbMax<rgbC) SwapRGB(rgbMax,rgbC); if(rgbMax<rgbMin) SwapRGB(rgbMax,rgbMin); if(rgbMin>rgbC) SwapRGB(rgbMin,rgbC); intvalue=rgbMax+rgbMin; intL=(value+1)>>1; intH,S; intdelta=rgbMax-rgbMin; if(!delta) H=S=0; else { if(L<128) S=delta*255/value; else S=delta*255/(510-value); if(rgbMax==R) H=(G-B)*60/delta; elseif(rgbMax==G) H=(B-R)*60/delta+120; else H=(R-G)*60/delta+240; if(H<0)H+=360; if(hValue) { H+=hValue; if(H<0)H+=360; elseif(H>360)H-=360; intm=H%60; H/=60; if(H&1)m=60-m; rgbC=(m*255+30)/60; rgbC=rgbC-(rgbC-128)*(255-S)/255; intLum=L-128; if(Lum>0) rgbC=rgbC+((255-rgbC)*Lum+64)/128; elseif(Lum<0) rgbC=rgbC+rgbC*Lum/128; } elseH/=60; if(sValue) { if(sValue>0) { sValue=sValue+S>=255?S:255-sValue; sValue=65025/sValue-255; } rgbMax=rgbMax+(rgbMax-L)*sValue/255; rgbMin=rgbMin+(rgbMin-L)*sValue/255; rgbC=rgbC+(rgbC-L)*sValue/255; } } if(bValue>0) { rgbMax=rgbMax+(255-rgbMax)*bValue/255; rgbMin=rgbMin+(255-rgbMin)*bValue/255; rgbC=rgbC+(255-rgbC)*bValue/255; } elseif(bValue<0) { rgbMax=rgbMax+rgbMax*bValue/255; rgbMin=rgbMin+rgbMin*bValue/255; rgbC=rgbC+rgbC*bValue/255; } CheckRGB(rgbMax); CheckRGB(rgbMin); CheckRGB(rgbC); if(bValue||S) { switch(H) { case1:AssignRGB(R,G,B,rgbC,rgbMax,rgbMin); break; case2:AssignRGB(R,G,B,rgbMin,rgbMax,rgbC); break; case3:AssignRGB(R,G,B,rgbMin,rgbC,rgbMax); break; case4:AssignRGB(R,G,B,rgbC,rgbMin,rgbMax); break; case5:AssignRGB(R,G,B,rgbMax,rgbMin,rgbC); break; default:AssignRGB(R,G,B,rgbMax,rgbC,rgbMin); } } //elseAssignRGB(R,G,B,rgbMax,rgbMin,rgbC); } voidGdipHSBAdjustment(Bitmap*Bmp,inthValue,intsValue,intbValue) { sValue=sValue*255/100; bValue=bValue*255/100; BitmapDatadata; Rectr(0,0,Bmp->GetWidth(),Bmp->GetHeight()); Bmp->LockBits(&r,ImageLockModeRead|ImageLockModeWrite,PixelFormat24bppRGB,&data); try { intoffset=data.Stride-data.Width*3; unsignedchar*p=(unsignedchar*)data.Scan0; for(inty=0;y<data.Height;y++,p+=offset) for(intx=0;x<data.Width;x++,p+=3) SetRgbHsb(p[2],p[1],*p,hValue,sValue,bValue); } __finally { Bmp->UnlockBits(&data); } } #pragmapackage(smart_init) //main.h #ifndefmainH #definemainH //--------------------------------------------------------------------------- #include<Classes.hpp> #include<Controls.hpp> #include<StdCtrls.hpp> #include<Forms.hpp> #include<ComCtrls.hpp> #include<ExtCtrls.hpp> #include"RgbHsb.h" //--------------------------------------------------------------------------- classTForm1:publicTForm { __published://IDE-managedComponents TButton*Button1; TLabel*Label1; TLabel*Label2; TLabel*Label3; TTrackBar*HBar; TTrackBar*SBar; TTrackBar*BBar; TEdit*HEdit; TEdit*SEdit; TEdit*BEdit; TPaintBox*PaintBox1; void__fastcallPaintBox1Paint(TObject*Sender); void__fastcallHEditKeyPress(TObject*Sender,char&Key); void__fastcallHEditChange(TObject*Sender); void__fastcallHBarChange(TObject*Sender); void__fastcallSBarChange(TObject*Sender); void__fastcallBBarChange(TObject*Sender); private:// |
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